ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ  ОБОСНОВАНИЕ  СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ  МЕТОДА  И  СРЕДСТВ  БЕСТОРМОЗНЫХ  ИСПЫТАНИЙ

Фоминых  Алексей  Михайлович

аспирант  каф.  ТТМ,  ПГТУ,  г.  Йошкар-Ола

E-mail:  fommet@mail.ru

THEORETICAL  JUSTIFICATION  OF  IMPROVEMENT  OF  THE  METHOD  AND  MEANS  CONTACTLESS  OF  TESTS

Fominykh  Alexey

postgraduate  student  of  PGTU,  Yoshkar-Ola

АННОТАЦИЯ

Основная  проблема  развития  методов  бестормозных  испытаний  ДВС,  установленных  на  транспортных  средствах,  на  сегодняшний  день  —  это  необходимость  определения  момента  инерции  вращающихся  масс  ДВС.  Современный  уровень  развития  позволяет  определять  его  только  через  проведение  тормозных  испытаний  ДВС  [1],  а  для  этого  ДВС  необходимо  демонтировать  с  транспортного  средства,  что  сводит  на  нет  все  преимущества  бестормозного  метода  испытаний.

На  наш  взгляд  такая  проблема  для  транспортных  средств,  оснащенных  механической  коробкой  перемены  передач  (КПП),  может  быть  решена  более  рациональным  способом.

ABSTRACT

The  main  problem  of  development  of  methods  of  contactless  tests  of  (engine  internal  combustion)  EIC  established  on  vehicles,  is  today  a  need  of  definition  of  the  moment  of  inertia  of  the  rotating  mass  of  EIC.  The  modern  level  of  development  allows  to  define  it  only  through  carrying  out  brake  tests  of  EIC,  and  for  this  EIC  it  is  necessary  to  dismantle  from  the  vehicle  that  nullifies  all  advantages  of  a  contactless  test  method.

In  our  opinion  such  problem  for  the  vehicles  equipped  with  the  mechanical  box  of  change  of  transfers,  can  be  solved  in  more  rational  way. 

Ключевые  слова:  двигатель  внутреннего  сгорания;  момент  инерции;  энергоэффективность;  механическая  мощность;  крутящий  момент  момент.

Keywords:  internal  combustion  engine;  inertia  moment;  energy  efficiency;  mechanical  capacity;  the  torque  of  the  moment.

На  рис.  1  показана  схема,  установленного  на  домкрат  транспортного  средства  таким  образом,  что  со  ступицей  одного  из  демонтированных  ведущих  колес  соединяется  входной  вал  внешнего  редуктора  5,  передаточное  отношение  которого  равно  произведению  передаточного  отношения  главной  передачи  и  включенной  передачи  КПП. 

Рисунок  1  Схема  установки  для  бездемонтажного,  бестормозного  определения  момента  инерции  вращающихся  масс  ДВС:  1  —  ДВС;  2  —  сцепление;  3  —  КПП;  4  —  главная  передача  +  дифференциал;  5  —  внешний  редуктор;  6  —  диск  с  эталонным  моментом  инерции

В  случае,  если  в  кинематической  цепи  передачи  крутящего  момента  от  ДВС  на  ведущие  колеса  имеется  бортовой  редуктор  или  раздаточная  коробка  [2],  то  передаточное  отношение  внешнего  редуктора  увеличивается  в  соответствующее  количество  передаточных  отношений  раз.  На  выходной  вал  внешнего  редуктора  устанавливается  диск  с  эталонным  моментом  инерции  6.

Наличие  в  схеме  внешнего  редуктора  5  продиктовано  необходимостью  обеспечения  равенства  частот  вращения  выходного  вала  внешнего  редуктора  5  и  коленчатого  вала  ДВС.  Если  рассмотреть  эквивалентную  схему,  то  выходной  вал  внешнего  редуктора  5  связан  с  коленчатым  валом  ДВС,  а  КПП,  агрегаты  трансмиссии,  главная  передача  с  дифференциалом,  внешний  редуктор,  а  в  случае  наличия  и  раздаточная  коробка,  и  бортовой  редуктор  выступают  в  виде  приведенных  нагрузочных  тел  вращения  (рис.  2).

Рисунок  2.  Действительная  и  эквивалентная  схема  реализации  бестормозного  способа  определения  момента  инерции  вращающихся  масс  ДВС

Измерения  начинают  после  того,  как  рабочая  температура  трансмиссионного  масла  КПП,  раздаточной  коробки,  бортового  редуктора,  моторного  масла  и  охлаждающей  жидкости  ДВС,  масла  во  внешнем  редукторе  доведены  до  номинальных  значений,  а  ДВС  выключен  [3].

Запускается  ДВС  и  при  включенной  выбранной  передаче  КПП  3  с  помощью  органов  регулирования  устанавливается  определенная  угловая  скорость    коленчатого  вала  ДВС  1.

Далее  после  резкого  нажатия  на  акселератор  фиксируется  угловое  ускорение  коленчатого  вала    системы  вращающихся  масс  «диск  с  эталонным  моментом  инерции,  внешний  редуктор,  агрегаты  трансмиссии,  КПП,  ДВС»,  имеющей  момент  инерции    при  изменении  угловой  скорости  вращения  коленчатого  вала  ДВС  в  диапазоне  от    до .  Средний  крутящий  момент    для  диапазона  угловых  скоростей  от    до   равен:

                                     (1)

Далее  при  выключенном  сцеплении  2  диск  с  эталонным  моментом  инерции  6  демонтируется,  а  после  включения  сцепления  2  определяется  угловое  ускорение    системы  вращающихся  масс  «внешний  редуктор,  агрегаты  трансмиссии,  КПП,  ДВС»  с  моментом  инерции    при  изменении  угловой  скорости  вращения  коленчатого  вала  ДВС  в  диапазоне  от    до    (рис.  2),  то  есть  при  том  же  начальном  значении  крутящего  момента .  Средний  крутящий  момент    для  диапазона  угловых  скоростей  от    до    равен:

                                              (2)

Рисунок  3  Схема  реализации  бездемонтажного,  бестормозного  способа  определения  момента  инерции  вращающихся  масс  ДВС  мобильных  машин

Из  выражений  (1)  и  (2)  определяется  момент  инерции  системы  вращающихся  масс  «внешний  редуктор,  агрегаты  трансмиссии,  КПП,  ДВС»:

                      (3)

Далее  отключается  сцепление  2  и  определяется  угловое  ускорение    системы  вращающихся  масс  «ДВС»  с  моментом  инерции    при  изменении  угловой  скорости  вращения  коленчатого  вала  ДВС  в  диапазоне  от    до  .  Средний  крутящий  момент    для  диапазона  угловых  скоростей  от    до    равен:

                           (4)

Из  выражений  (2.2)  и  (2.4)  определяется  момент  инерции  системы  вращающихся  масс  «двигатель  внутреннего  сгорания»:

                                   (5)

Подставляя  в  (2.5)  выражение  (2.3)  получаем  выражение  для  определения  момента  инерции  системы  вращающихся  масс  ДВС  1  через  значение  момента  инерции  диска  с  эталонным  моментом  инерции  6  и  значения  угловых  ускорений:

                    (6)

Таким  образом,  используя  один  диск  с  эталонным  моментом  инерции  можно  определить  момент  инерции  гидравлического  двигателя,  а  после  этого  и  параметры  скоростной  характеристики  двигателя,  что  позволит  значительно  повысить  экономическую  эффективность  испытаний  двигателей  внутреннего  сгорания. 

Список  литературы: 

1.Ахтариев  М.Р.  Улучшение  технико-экономических  и  экологических  показателей  дизельного  двигателя  путем  завихрения  заряда  дополнительной  подачей  воздуха:  диссертация  кандидата  технических  наук:  05.04.02  /  Ахтариев  Марс  Рифкатович.  Казань,  2001.  —  196  с.

2.Вагнер  В.А.  Улучшение  экономических  и  экологических  характеристик  дизелей  методом  насыщения  жидкого  топлива  водородом:  диссертация  ...  кандидата  технических  наук  :  05.04.02  /  Вагнер  Виктор  Анатольевич.  Барнаул,  1984.  —  227  c. 

3.Голубков  Л.Н.  Результаты  испытаний  дизеля,  использующего  в  качестве  топлива  диметиловый  эфир/  Л.Н.  Голубков,  Т.Р.  Филипосянц,  А.Г.  Иванов,  А.Э.  Ишханян//  Автомобили  и  двигатели:  сб.  научн.  тр./НАМИ,  2003.  —  Вып.  231.  —  с.  41—51.